13. Классификации ос.

По числу одновременно выполняемых задач ОС подразделяются на однозадачные и многозадачные, где многозадачные ОС обеспечивают конкурентное выполнение нескольких программ.

По числу пользователей выделяют однопользовательские и многопользовательские ОС, различающиеся возможностью одновременной работы нескольких пользователей.

По режиму обработки заданий различают пакетные ОС, ОС разделения времени и ОС реального времени. Пакетные ОС ориентированы на максимальную пропускную способность при обработке больших объёмов задач без срочности выполнения. ОС разделения времени обеспечивают быстрый отклик на действия пользователя, предоставляя каждому процессу короткие интервалы процессорного времени. ОС реального времени гарантируют выполнение задач в строго заданные временные интервалы, что критично для управления технологическими процессами и встроенными системами.

По архитектуре вычислительной системы ОС классифицируются на ОС однопроцессорных и многопроцессорных систем.

По области применения выделяют ОС персональных компьютеров, серверные ОС, мобильные ОС и встроенные ОС.

По структуре ядра различают монолитные ОС, микроядерные ОС и гибридные ОС, отличающиеся организацией функций ядра.

14. Архитектура ос. Ядро и вспомогательные модули.

Архитектура ОС – это структурная организация компонентов операционной системы и взаимосвязей между ними, определяющая способ управления ресурсами и предоставления сервисов пользователю и приложениям. Архитектура может быть монолитной, когда все функции ядра объединены в один модуль, микроядерной, когда ядро минимально, а основные службы реализованы во вспомогательных модулях, или гибридной, сочетающей элементы обоих подходов.

Ядро – это функциональный компонент ОС, работающий в привилегированном режиме и выполняющий управление процессами, памятью и устройствами ввода-вывода. Ядро реализует:

• Базовые функции ОС – управление процессами, памятью и устройствами ввода-вывода;

• Внутрисистемные функции – переключение контекстов, загрузка и выгрузка страниц, обработка прерываний;

• Функции прикладной среды – предоставление API для взаимодействия приложений с ОС.

Вспомогательные модули – функциональные компоненты, расширяющие возможности ядра и обеспечивающие удобный интерфейс для приложений и пользователя. К ним относятся:

• Утилиты – программы для управления и сопровождения системы (дефрагментаторы, очистка и разметка диска, резервное копирование, мониторинг оборудования);

• Системные обрабатывающие программы – текстовые и графические редакторы, компиляторы, компоновщики, отладчики;

• Программы дополнительных услуг – специальные варианты пользовательского интерфейса, калькулятор, игры;

• Библиотеки процедур – математические, ввода/вывода и другие функции для приложений.

15. Классическая архитектура ос. Монолитные и многослойные ос.

Классическая архитектура ОС – это организация операционной системы, основанная на разделении функций между ядром и пользовательской частью и двух режимах работы процессора: привилегированном и пользовательском, что обеспечивает защиту ресурсов и контроль доступа.

Монолитная ОС – это ОС, у которой все функции ядра реализованы как единый модуль и работают полностью в привилегированном режиме. Монолитная ОС представляет собой набор процедур, связанных в одну большую исполняемую программу, где каждая процедура может при необходимости вызвать другую. Структурно она может включать: главную программу, вызывающую сервисные процедуры; набор сервисных процедур, реализующих системные вызовы; набор утилит, обслуживающих эти процедуры. Такой подход обеспечивает высокую производительность, но снижает модульность и устойчивость к ошибкам.

Многослойная (многоуровневая) ОС – это ОС, ядро которой организовано в виде иерархии уровней, где каждый уровень использует функции нижележащего и предоставляет сервисы верхнему. Нижний уровень обычно соответствует аппаратуре, верхний – интерфейсу пользователя. Каждый уровень может вызывать только объекты из уровня непосредственно ниже. Такая организация повышает модульность, удобство сопровождения и безопасность, облегчает модификацию системы, но снижает производительность по сравнению с монолитной архитектурой.